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KR102729852B1 - 상호 연결 보드 조립체 및 이를 포함한 전지 모듈 - Google Patents

상호 연결 보드 조립체 및 이를 포함한 전지 모듈 Download PDF

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KR102729852B1
KR102729852B1 KR1020190027739A KR20190027739A KR102729852B1 KR 102729852 B1 KR102729852 B1 KR 102729852B1 KR 1020190027739 A KR1020190027739 A KR 1020190027739A KR 20190027739 A KR20190027739 A KR 20190027739A KR 102729852 B1 KR102729852 B1 KR 102729852B1
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bus bar
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백소영
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 기재의 상호 연결 보드 조립체는, 전지 모듈을 구성하는 복수의 전지셀들을 연결하며 정보를 센싱하는 상호 연결 보드 조립체로서, 상기 복수의 전지셀들을 전기적으로 연결하는 버스바, 상기 버스바와 전기적으로 연결되어 상기 복수의 전지셀들의 전기적 또는 열적 정보를 센싱하는 인쇄 회로 기판, 상기 버스바가 놓여지는 안착면을 갖는 버스바 안착부와, 상기 버스바 안착부의 적어도 일측 단부에 상기 안착면에 대향하는 방향으로의 지지면을 갖는 대향 지지부를 포함하는 절연 프레임을 포함하고, 상기 버스바는 제1 단부가 상기 대향 지지부에 구속되면서 상기 안착면에 안착되어 고정될 수 있다.

Description

상호 연결 보드 조립체 및 이를 포함한 전지 모듈{INTER CONNECT BOARD ASSEMBLY AND BATTERY MODULE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지 모듈의 상호 연결 보드 조립체에 관한 것으로, 전지 셀의 전극단자들 간의 전기적 연결을 위한 상호 연결 보드 조립체와 이를 포함한 전지 모듈에 관한 것이다.
이차 전지는 제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지기 때문에, 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의해 구동하는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
상기 전기 자동차 등에 적용되는 전지 팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 단위 셀을 포함하는 다수의 셀 조립체를 직렬로 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고 상기 단위 셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.
최근에는 생성된 전기를 저장해 두었다가 필요한 시점에 안정적으로 전력계통에 다시 전기를 공급해주는 전력 저장장치에 관한 기술이 개발되고 있다. 이러한 전력 저장장치는 전력 수요가 적을 때 에너지를 저장하고, 과부하가 걸리는 등의 비상시에는 전력을 공급하는 장치로서, 전력 품질 및 에너지 사용 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 특히 가정용 전력 저장장치 및 산업용 또는 상업용 중형 전력 저장장치는 스마트 그리드(Smart Grid) 기술과 결부되어 시장규모가 급성장 하고 있다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
복수개의 전지 셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지 팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지 셀로 이루어지는 전지 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지 팩을 구성하는 방법이 일반적이다. 상기 전지 팩에 포함되는 전지 모듈의 개수, 또는 전지 모듈에 포함되는 전지 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
전지 모듈에서 전지셀들을 상호 연결하기 위하여 채용되는 상호 연결 보드(Inter Connect Board, ICB)는 버스바와 이를 수용하는 절연성 사출물의 복합 구조로 이루어질 수 있다. 절연성 사출물에 버스바를 고정하는 방법에 따라 조립 시에 과도한 힘이 가해져야 하는 경우가 있는데 이 때 조립성이 떨어져 버스바가 변형되거나 체결이 제대로 되지 않아 사출물로부터 이탈될 우려가 있다.
따라서 상호 연결 보드에서 버스바와 이를 수용하는 사출물 간의 견고한 결합구조가 요구되는 상황이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 버스바를 조립할 때 틸트(tilt) 방식으로 기울여 조립하도록 절연 프레임 구조를 설계하여 버스바의 조립성을 향상시킨 상호 연결 보드 조립체를 제공하는 것이다.
또한 틸트 방식으로 버스바를 조립한 상호 연결 보드 조립체를 셀 조립체를 수용하고 있는 모듈 케이스에 체결한 전지 모듈을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상호 연결 보드 조립체는, 전지 모듈을 구성하는 복수의 전지셀들을 연결하며 정보를 센싱하는 상호 연결 보드 조립체로서, 상기 복수의 전지셀들을 전기적으로 연결하는 버스바, 상기 버스바와 전기적으로 연결되어 상기 복수의 전지셀들의 전기적 또는 열적 정보를 센싱하는 인쇄 회로 기판, 상기 버스바가 놓여지는 안착면을 갖는 버스바 안착부와, 상기 버스바 안착부의 적어도 일측 단부에 상기 안착면에 대향하는 방향으로의 지지면을 갖는 대향 지지부를 포함하는 절연 프레임을 포함하고, 상기 버스바는 제1 단부가 상기 대향 지지부에 구속되면서 상기 안착면에 안착되어 고정될 수 있다.
상기 대향 지지부는 상기 버스바 안착부의 안착면 가장자리 외측에서 상기 안착면에 수직한 방향으로 이격되어 있을 수 있다.
상기 버스바 안착부의 안착면에 수직한 방향에서 볼 때, 상기 대향 지지부의 지지면은 상기 버스바 안착부의 안착면과 중첩하지 않도록 위치할 수 있다.
상기 대향 지지부의 지지면 하방으로 상기 버스바 안착부의 안착면 가장자리 외측에 공간이 형성될 수 있다.
상기 대향 지지부는 상기 버스바의 제1 단부의 각 모서리를 구속하는 서로 이격된 한 쌍의 모서리 돌출단을 포함할 수 있다.
상기 대향 지지부는 상기 버스바의 제1 단부의 중앙부를 구속하는 중앙 돌출단을 포함할 수 있다.
상기 대향 지지부는 상기 버스바의 제1 단부를 구속하는 적어도 하나의 돌출단을 포함하고, 상기 대향 지지부의 돌출단은 상기 버스바 안착부를 향하는 모서리가 경사지게 모따기 되어 있을 수 있다.
상기 버스바는 상기 버스바 안착부에 안착되는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 연장되어 상기 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되는 접속부를 포함하고, 상기 몸체부는 길이방향인 제1 방향을 따라 상기 버스바 안착부의 안착면 길이보다 더 길게 연장하여, 적어도 상기 대향 지지부의 지지면 하부까지 이를 수 있다.
상기 버스바의 몸체부는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 측정되는 폭이 상기 제1 방향을 따라 균일할 수 있다.
상기 접속부의 상기 제2 방향으로 측정되는 폭은 상기 몸체부의 상기 제2 방향으로 측정되는 폭보다 더 좁을 수 있다.
상기 몸체부는 상기 제1 방향을 따라 전체적으로 평평할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 모듈은, 상기 상호 연결 보드 조립체, 각각이 파우치형 이차 전지 구조를 가지며 전극 단자가 돌출된 복수의 전지셀을 포함하는 셀 조립체, 및 상기 셀 조립체를 수용하는 모듈 케이스를 포함하고, 상기 복수의 전지셀의 전극 단자는 상기 상호 연결 보드 조립체의 버스바와 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 상호 연결 보드 조립체는 상기 셀 조립체를 상부에서 덮으며 상기 모듈 케이스에 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상호 연결 보드 조립체를 조립하는 방법은, 상기 버스바를 기울여 상기 제1 단부를 상기 대향 지지부와 상기 버스바 안착부 사이로 삽입하는 단계, 상기 버스바의 제1 단부가 상기 대향 지지부의 지지면에 접촉하도록 상기 제1 단부의 반대쪽인 제2 단부를 눌러 상기 버스바를 상기 버스바 안착부에 안착시키는 단계, 및 상기 인쇄 회로 기판을 상기 절연 프레임에 실장하면서 상기 버스바와 전기적으로 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 단부를 누르는 단계는, 상기 버스바의 제1 단부가 상기 대향 지지부의 지지면에 접촉하는 동시에 상기 버스바의 몸체부가 상기 버스바 안착부의 안착면에 접촉하도록 누를 수 있다.
실시예에 따르면, 상호 연결 보드 조립체를 조립할 때에 버스바를 기울여 삽입한 후 눌러 절연 프레임에 고정시킴으로써 버스바의 조립성을 향상시킬 수 있다.
또한 과도한 힘을 주어 조립하지 않아도 되므로 조립 불량의 발생을 최소화 할 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
아울러 버스바의 형상을 단순화할 수 있으므로 원가 절감 효과를 기대할 수 있으며, 단순한 구조의 버스바를 채택함으로써 용접을 위한 버스바의 직선 거리를 최대로 확보할 수 있어 전극 단자들과의 용접성도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 연결 보드 조립체를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 연결 보드 조립체의 일부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 선을 따라 잘라서 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 3의 V-V 선을 따라 잘라서 나타낸 단면도로서, 버스바와 접한 버스바 안착부만을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 비교예에 따른 상호 연결 보드 조립체를 도시한 평면도이다.
도 7a 및 7b는 도 6의 VII-VII 선을 따라 잘라서 나타낸 단면도로서, 도 7a는 버스바와 버스바 안착부를 조립하기 전의 상태이고, 도 7b는 조립한 후의 상태이다.
도 8은 비교예에 따른 상호 연결 보드 조립체가 불량 조립된 경우의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈을 도시한 사시도이다.
전지 모듈(100)은 복수의 전지셀들이 각각 카트리지들에 고정된 상태로 적층되어 형성된 셀 조립체를 포함한다. 상기 복수의 전지셀들은 각각 파우치형 이차 전지 구조를 가지며, 일측 또는 양측으로 전극 단자(108)가 돌출될 수 있다. 이러한 셀 조립체의 일측에는 전지셀들의 전기적 연결을 형성하면서 전지셀들의 열적 정보 및 전기적 정보를 센싱하기 위한 상호 연결 보드 조립체(Inter Connect Board Assembly, ICB Ass'y)(110)가 장착될 수 있다. 상기 셀 조립체는 모듈 케이스(103) 내에 수용될 수 있으며, 이 때 상호 연결 보드 조립체(110)는 상기 셀 조립체를 일측에서 덮으며 모듈 케이스(103)와 결합될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 연결 보드 조립체를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상호 연결 보드 조립체(110)는 외관을 형성하도록 구성된 절연 프레임(115)을 포함하고, 절연 프레임(115)에는 버스바(150)와 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)(180)이 수용될 수 있다. 버스바(150)는 복수의 전지셀들의 전극 단자(108; 도 1 참조)와 전기적으로 접속되어 상기 전지셀들을 전기적으로 연결할 수 있다. 인쇄 회로 기판(180)는 또한 버스바(150)와 전기적으로 연결되어 상기 복수의 전지셀들의 전기적 또는 열적 정보를 센싱할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 연결 보드 조립체의 일부를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV 선을 따라 잘라서 나타낸 단면도로서, 버스바를 기울여 조립하는 모습을 함께 나타내었다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 상호 연결 보드 조립체(110)에서 절연 프레임(115)은 버스바(150)가 놓여지는 버스바 안착부(120)와, 버스바 안착부(120)의 적어도 일측 단부에 위치하여 버스바(150)를 구속하는 대향 지지부(130)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 버스바 안착부(120)는 버스바(150)가 놓여지도록 안착면(120a)을 가지며, 대향 지지부(130)는 안착면(120a)에 대향하는 방향으로의 지지면(130a)을 가질 수 있다. 그리고 대향 지지부(130)는 버스바 안착부(120)의 안착면(120a) 가장자리 외측에서 안착면(120a)에 수직한 방향으로 이격되어 있다. 즉, 도 4에서 안착면(120a)은 양(+)의 z축 방향을 향하고, 지지면(130a)은 음(-)의 z축 방향을 향하고 있으며, 안착면(120a)과 지지면(130a)은 z축 방향으로 서로 이격되어 그 사이에 버스바(150)가 삽입될 수 있다. 또한 버스바 안착부(120)의 안착면(120a)에 수직한 방향, 즉 z축 방향 상부에서 볼 때, 대향 지지부(130)의 지지면(130a)은 버스바 안착부(120)의 안착면(120a)과 중첩하지 않도록 위치할 수 있다. 그리고 대향 지지부(130)의 지지면(130a) 하방으로는 버스바 안착부(120)의 안착면(120a) 가장자리 외측에 공간이 형성될 수 있다.
버스바(150)는 길이 방향인 제1 방향(x축 방향)을 따라 길게 연장하여 이루어지는데, 상기 제1 방향을 따라서 서로 반대쪽에 위치하는 제1 단부(154)와 제2 단부(155)를 포함한다. 본 실시예에서 버스바(150)는 제1 단부(154)가 대향 지지부(130)에 구속되면서 안착면(120a)에 안착되어 고정될 수 있다. 즉, 버스바(150)의 제1 단부(154)는 조립 시에 대향 지지부(130)의 지지면(130a) 하부의 안착면(120a) 가장자리 외측에 형성된 공간으로 삽입될 수 있다. 지지면(130a)은 안착면(120a)에 안착된 버스바(150)가 고정될 수 있도록 버스바(150)의 제1 단부(154)를 하방으로 눌러주게 된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 대향 지지부(130)는 버스바(150)의 제1 단부(154)의 각 모서리를 구속하는 서로 이격된 한 쌍의 모서리 돌출단(132)을 포함할 수 있다. 아울러 버스바(150)의 제1 단부(154)의 중앙부를 구속하는 중앙 돌출단(135)을 포함할 수도 있다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 대향 지지부(130)의 돌출단(132, 135)은 버스바 안착부(120)를 향하는 모서리가 경사지게 모따기 되어 있을 수 있다. 이로써 버스바(150)를 기울여 삽입할 때 대향 지지부(130)의 돌출단(132, 135)의 모서리가 버스바(150)의 표면을 긁어 손상시키는 문제를 방지할 수 있다.
다른 실시예로 대향 지지부가 서로 이격된 복수의 돌출단으로 구성되지 않고 단일의 지지턱이 구비될 수도 있다. 또 다른 실시예로 대향 지지부가 z축 방향 상부에서 볼 때 버스바 안착면과 일부분 중첩하도록 위치할 수도 있다.
버스바(150)는 버스바 안착부(120)에 안착되는 몸체부(152)와, 몸체부(152)로부터 연장되어 인쇄 회로 기판(180)에 전기적으로 연결되는 접속부(156)를 포함할 수 있다. 몸체부(152)는 제1 방향을 따라 버스바 안착부(120)의 안착면 길이보다 더 길게 연장하여, 적어도 대향 지지부(130)의 지지면(130a) 하부까지 이르도록 연장될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 버스바(150)의 몸체부(152)는 제2 방향(y축 방향)으로 측정되는 폭이 제1 방향(x축 방향)을 따라 균일하게 이루어질 수 있다. 그러나 버스바(150)의 접속부(156)는 제2 방향으로 측정되는 폭이 몸체부(152)의 제2 방향으로 측정되는 폭보다 더 좁게 이루어질 수 있다.
또한 몸체부(152)는 제1 방향을 따라 전체적으로 평평하게 이루어질 수 있다. 접속부(156)는 몸체부(152)로부터 연장되면서 대략 U자형으로 굽어져 인쇄 회로 기판(180)에 형성된 접속홈(180a)에 삽입될 수 있다.
도 5는 도 3의 V-V 선을 따라 잘라서 나타낸 단면도로서, 버스바와 접한 버스바 안착부만을 개략적으로 도시한 단면도이다.
버스바(150)의 몸체부(152)는 전체적으로 평평하게 이루어지므로, 버스바 안착부(120)도 전체적으로 평형하게 이루어지며 버스바 몸체부(152)와 동일한 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 버스바 몸체부(152)의 평평한 면은 전지셀의 전극 단자와 용접하는 데 사용되는데, 버스바 몸체부(152)의 평평한 면의 제2 방향으로의 직선 거리가 충분히 길수록 용접성이 증대될 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 버스바(150)에서는 몸체부(152)가 전체적으로 평평하게 형성됨에 따라 제2 방향으로의 직선 거리(W1)를 몸체부(152)의 최대 폭만큼 확보할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 상호 연결 보드 조립체를 조립하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저 버스바(150)를 기울여 버스바(150)의 제1 단부(154)를 대향 지지부(130)와 버스바 안착부(120) 사이로 삽입한다. 즉, 버스바 안착부(120) 외측으로 대향 지지부(130)의 지지면(130a) 하부에 형성된 공간을 향해 버스바(150)의 제1 단부(154)를 삽입한다.
다음으로, 버스바(150)의 제1 단부(154)가 대향 지지부(130)의 지지면(130a)에 접촉하도록 제1 단부(154)의 반대쪽인 제2 단부(155)를 눌러 버스바(150)를 버스바 안착부(120)에 안착시킨다. 이 때 버스바(150)의 제1 단부(154)는 대향 지지부(130)의 지지면(130a)에 접촉하는 동시에 버스바(150)의 몸체부(152)는 버스바 안착부(120)의 안착면(120a)에 접촉하게 된다.
다음으로, 인쇄 회로 기판(180)을 절연 프레임(115)에 실장하면서 버스바(150)와 전기적으로 연결한다. 인쇄 회로 기판(180)은 버스바(150)의 접속부(156)를 위에서 아래로 누르면서 절연 프레임(115)에 실장되므로, 버스바(150)를 대향 지지부(130)와 함께 눌러 고정하는 역할을 할 수 있다.
도 6은 비교예에 따른 상호 연결 보드 조립체를 도시한 평면도이고, 도 7a 및 7b는 도 6의 VII-VII 선을 따라 잘라서 나타낸 단면도이며, 도 8은 비교예에 따른 상호 연결 보드 조립체가 불량 조립된 경우의 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 비교예의 상호 연결 보드 조립체(10)에 장착되는 버스바(50)는 길이 방향 가장자리 일부가 몸체부(52)의 평면에 대해 수직하게 굽어져 체결부(54)를 형성한다. 버스바 안착부(20)에는 버스바(50)의 체결부(54)에 대응되는 부분에 걸림 돌기(25)가 돌출되어 형성된다. 이렇게 형성된 버스바(50)의 체결부(54)는 후크 방식으로 걸림 돌기(25)에 결합되어 고정될 수 있다.
도 7a는 버스바(50)와 버스바 안착부(20)를 조립하기 전의 상태로서 이를 참조하면, 버스바(50)의 체결부(54)에는 체결홈(54a)이 형성되는데, 이러한 체결부(54)는 폭 방향 중심에 대하여 대칭되게 양쪽편에 형성된다. 도 7b는 조립한 후의 상태로서 이를 참조하면, 걸림 돌기(25)는 체결부(54)의 체결홈(54a)에 삽입되어 버스바(50)를 버스바 안착부(52)에 고정시킬 수 있게 된다. 즉, 버스바(50)를 상부에서 하방으로 누르게 되면 버스바(50)의 결합부(54)는 살짝 벌어졌다가 버스바 안착부(20)의 걸림 돌기(25)가 결합홈(54a)에 삽입되면서 탄성에 의해 원래의 위치로 돌아오면서 고정된다.
그러나 도 8에 나타난 바와 같이, 조립되는 과정에서 걸림 돌기(25)와 결합홈(54a)의 크기가 서로 부합하지 않아서 버스바(50)의 결합부(54)가 벌어지고 나서 다시 복귀하지 않는 경우가 있다. 즉 걸림 돌기(25)가 제대로 결합부(54)의 결합홈(54a)에 끼워지지 않게 되면 버스바(50)는 고정되지 못하고 버스바 안착부(20)로부터 이탈하게 될 수도 있다.
뿐만 아니라, 도 7a를 참조하면, 버스바(50)의 몸체부(52)에는 체결부(54)가 형성되기 때문에 이 부분에서는 전체적으로 평평한 구조를 가지지 못하고, 평평한 제2 방향으로의 직선 거리(W2)는 버스바(50)의 최대 폭보다 더 작게 형성된다. 결과적으로 비교예의 버스바(50) 몸체부(52)의 직선 거리(W2)는 본 실시예의 버스바(150) 몸체부(152)의 직선 거리(W1)가 보다 더 작게 된다.
따라서 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 본 실시예에 따른 상호 연결 보드 조립체(110)는 위 비교예의 상호 연결 보드 조립체(10)에서 발생할 수 있는 문제점을 예방하여 버스바와 절연 프레임 간의 조립성을 향상시킬 뿐만 아니라 단순화된 형상의 버스바를 제공함으로써 전극 단자와의 용접성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 단자 연결구조물을 통하여 서로 전기적으로 연결되면서 팩 케이스 내에 패키징되어 전지 팩을 형성할 수 있다. 즉, 서로 인접한 전지 모듈의 단자 버스바를 연결하는 모듈간 버스바를 볼트를 이용하여 고정함으로써 복수의 전지 모듈을 전기적으로 연결할 수 있으며, 이로써 전지 팩을 구성할 수 있다.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 전지 모듈 103: 모듈 케이스
108: 전극 리드 110: 상호 연결 보드 조립체
115: 절연 프레임 120: 버스바 안착부
120a: 안착면 130: 대향 지지부
130a: 지지면 132: 모서리 돌출단
135: 중앙 돌출단 150: 버스바
152: 몸체부 154: 제1 단부
155: 제2 단부 156: 접속부
180: 인쇄 회로 기판 180a: 접속홈

Claims (15)

  1. 전지 모듈을 구성하는 복수의 전지셀들을 연결하며 정보를 센싱하는 상호 연결 보드 조립체에 있어서,
    상기 복수의 전지셀들을 전기적으로 연결하는 버스바;
    상기 버스바와 전기적으로 연결되어 상기 복수의 전지셀들의 전기적 또는 열적 정보를 센싱하는 인쇄 회로 기판; 및
    상기 버스바가 놓여지는 안착면을 갖는 버스바 안착부와, 상기 버스바 안착부의 적어도 일측 단부에 상기 안착면에 대향하는 방향으로의 지지면을 갖는 대향 지지부를 포함하는 절연 프레임을 포함하고,
    상기 버스바는 제1 단부가 상기 대향 지지부에 구속되면서 상기 안착면에 안착되어 고정될 수 있고,
    상기 버스바 안착부에서, 상기 안착면은 상기 절연 프레임의 전후면과 평행한 방향으로 연장되어 있고,
    상기 대향 지지부는 상기 버스바의 제1 단부를 구속하는 적어도 하나의 돌출단을 포함하고, 상기 대향 지지부의 돌출단은 상기 버스바 안착부를 향하는 모서리가 경사지게 모따기 되어 있는, 상호 연결 보드 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대향 지지부는 상기 버스바 안착부의 안착면 가장자리 외측에서 상기 안착면에 수직한 방향으로 이격되어 있는, 상호 연결 보드 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 버스바 안착부의 안착면에 수직한 방향에서 볼 때, 상기 대향 지지부의 지지면은 상기 버스바 안착부의 안착면과 중첩하지 않도록 위치하는, 상호 연결 보드 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 대향 지지부의 지지면 하방으로 상기 버스바 안착부의 안착면 가장자리 외측에 공간이 형성된, 상호 연결 보드 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 대향 지지부는 상기 버스바의 제1 단부의 각 모서리를 구속하는 서로 이격된 한 쌍의 모서리 돌출단을 포함하는, 상호 연결 보드 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 대향 지지부는 상기 버스바의 제1 단부의 중앙부를 구속하는 중앙 돌출단을 포함하는, 상호 연결 보드 조립체.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 버스바는 상기 버스바 안착부에 안착되는 몸체부와, 상기 몸체부로부터 연장되어 상기 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되는 접속부를 포함하고,
    상기 몸체부는 길이방향인 제1 방향을 따라 상기 버스바 안착부의 안착면 길이보다 더 길게 연장하여, 적어도 상기 대향 지지부의 지지면 하부까지 이르는, 상호 연결 보드 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 버스바의 몸체부는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 측정되는 폭이 상기 제1 방향을 따라 균일한, 상호 연결 보드 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접속부의 상기 제2 방향으로 측정되는 폭은 상기 몸체부의 상기 제2 방향으로 측정되는 폭보다 더 좁은, 상호 연결 보드 조립체.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 몸체부는 상기 제1 방향을 따라 형성된 평평한 면으로 이루어지는, 상호 연결 보드 조립체.
  12. 제 1 항 내지 제6항, 및 제8항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 상호 연결 보드 조립체;
    각각이 파우치형 이차 전지 구조를 가지며 전극 단자가 돌출된 복수의 전지셀을 포함하는 셀 조립체; 및
    상기 셀 조립체를 수용하는 모듈 케이스
    를 포함하고,
    상기 복수의 전지셀의 전극 단자는 상기 상호 연결 보드 조립체의 버스바와 전기적으로 접속된, 전지 모듈.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 상호 연결 보드 조립체는 상기 셀 조립체를 일측에서 덮으며 상기 모듈 케이스에 결합된, 전지 모듈.
  14. 제 1 항 내지 제6항, 및 제8항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 상호 연결 보드 조립체를 조립하는 방법에 있어서,
    상기 버스바를 기울여 상기 제1 단부를 상기 대향 지지부와 상기 버스바 안착부 사이로 삽입하는 단계;
    상기 버스바의 제1 단부가 상기 대향 지지부의 지지면에 접촉하도록 상기 제1 단부의 반대쪽인 제2 단부를 눌러 상기 버스바를 상기 버스바 안착부에 안착시키는 단계; 및
    상기 인쇄 회로 기판을 상기 절연 프레임에 실장하면서 상기 버스바와 전기적으로 연결하는 단계를 포함하고,
    상기 버스바 안착부에서, 상기 안착면은 상기 절연 프레임의 전후면과 평행한 방향으로 연장되어 있고,
    상기 대향 지지부는 상기 버스바의 제1 단부를 구속하는 적어도 하나의 돌출단을 포함하고, 상기 대향 지지부의 돌출단은 상기 버스바 안착부를 향하는 모서리가 경사지게 모따기 되어 있는, 상호 연결 보드 조립체 조립방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 단부를 누르는 단계는,
    상기 버스바의 제1 단부가 상기 대향 지지부의 지지면에 접촉하는 동시에 상기 버스바의 몸체부가 상기 버스바 안착부의 안착면에 접촉하도록 누르는 것을 특징으로 하는 상호 연결 보드 조립체 조립방법.
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